生活中的圓周運(yùn)動(dòng)（第一課時(shí)）課件-高一下學(xué)期物理粵教版

轉(zhuǎn)彎的物理密碼

-----生活中的圓周運(yùn)動(dòng)（第一課時(shí)）“圓周”宇宙（單元整體）第一站：公式實(shí)驗(yàn)室（圓周運(yùn)動(dòng)、向心力公式）第二站：轉(zhuǎn)彎的物理密碼（汽車、火車轉(zhuǎn)彎）第三站：穹頂挑戰(zhàn)（拱橋與豎直方向圓周運(yùn)動(dòng)）第四站：離心叛逃計(jì)劃（離心現(xiàn)象與應(yīng)用）思考：為什么小米su7ultra能在高速過(guò)彎時(shí)這么平穩(wěn)？

背后的物理原理是什么？

任務(wù)一

水平路面轉(zhuǎn)彎探究1、當(dāng)小米su7ultra在水平路面轉(zhuǎn)彎的過(guò)程中，汽車在做什么運(yùn)動(dòng)？圓周運(yùn)動(dòng)2、向心力是由誰(shuí)來(lái)提供？靜摩擦力3、小米su7ultra不發(fā)生側(cè)滑的安全速度是？所以，當(dāng)汽車所受最大靜摩擦力提供向心力時(shí)，解得，汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的安全速度：

由此可見:當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí),存在一個(gè)安全通過(guò)的最大速度,如果超過(guò)了這個(gè)速度,汽車將發(fā)生側(cè)滑現(xiàn)象。破解小米轉(zhuǎn)彎速度快的密碼：高性能熱熔胎（μ=1.2）普通家用汽車輪胎（μ=0.8）如圖所示為小米su7ultra自動(dòng)泊車全景示意圖。汽車按圖示路線（半徑為6m的圓弧與長(zhǎng)為5m的直線構(gòu)成）順利停車。汽車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3（最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），重力加速度，汽車可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．汽車在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用B．汽車在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C．汽車在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中的最大允許速度為D．汽車在泊車過(guò)程中受到的摩擦力總是與運(yùn)動(dòng)方向相反CSU7官方宣傳片顯示，其在上海F1賽道T1彎道（r=100m）以150km/h過(guò)彎——若按公式計(jì)算，μ需達(dá)到2.6！這顯然遠(yuǎn)超輪胎物理極限，難道小米“違背”了物理定律？”思考：賽道為何設(shè)計(jì)成外高內(nèi)低？

任務(wù)二

傾斜路面轉(zhuǎn)彎探究1、當(dāng)小米su7ultra在傾斜路面轉(zhuǎn)彎的過(guò)程中，汽車在做什么運(yùn)動(dòng)？圓周運(yùn)動(dòng)2、向心力是由誰(shuí)來(lái)提供？3、小米su7ultra不發(fā)生側(cè)滑的安全速度是？重力與支持力的合力

此時(shí)車輛與路面之間恰好無(wú)摩擦力

所需向心力增大

汽車受到指向軌跡內(nèi)側(cè)的摩擦力汽車受到指向軌跡外側(cè)的摩擦力

所需向心力減小

B思考：為什么火車的彎道不能內(nèi)外軌一樣高呢？

任務(wù)三

火車轉(zhuǎn)彎探究車輪的構(gòu)造：火車車輪有突出的輪緣外軌內(nèi)軌[問(wèn)題]：如果轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高，火車轉(zhuǎn)彎需要的向心力由什么力來(lái)提供呢？NFNG內(nèi)軌外軌向心力由外側(cè)軌道對(duì)車輪輪緣的彈力提供。缺點(diǎn)：火車質(zhì)量很大，輪緣和外軌間的相互作用力很大，鐵軌容易損壞、變形，發(fā)生危險(xiǎn)。外軌對(duì)輪緣的彈力外軌略高于內(nèi)軌（傾斜軌道）解決方案火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，外軌道應(yīng)該適當(dāng)墊高。使火車以一定速度通過(guò)彎道時(shí)，受到重力與支持力的合力恰好提供向心力，此時(shí)內(nèi)軌和外軌同輪緣之間向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供FN均無(wú)擠壓。1、軌道對(duì)輪緣無(wú)擠壓，此時(shí)火車的速度為多大？θFNGOF合F合＝mgtanθθ限定速度臨界速度：火車的速度大于或小于這個(gè)值時(shí)，軌道對(duì)輪緣有擠壓?jiǎn)?？GFNθ①當(dāng)時(shí)，F(xiàn)>O內(nèi)軌對(duì)輪緣產(chǎn)生向外的彈力。FGFNθF<②當(dāng)時(shí)，O外軌對(duì)輪緣產(chǎn)生向內(nèi)的彈力。F視頻來(lái)自：中小學(xué)智慧教育平臺(tái)

課后作業(yè)當(dāng)小米su7ultra高速行駛時(shí)，氣流會(huì)對(duì)跑車形成一個(gè)向下的壓力，壓力大小與車速的關(guān)系滿足FN=kv2（k=1.2kg/m）?，F(xiàn)某跑車在水平轉(zhuǎn)彎中測(cè)試其尾翼功能，當(dāng)測(cè)試車速為90k